Методы воздействия на призабойную зону скважины

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность данной темы. В процессе добычи нефти вся извлекаемая пластовая жидкость - нефть, вода и газ - проходит через призабойные зоны добывающих скважин и вся нагнетаемая в пласты вода - через ПЗС нагнетательных скважин.

Эти процессы происходят при температурах и давлениях, отличных от тех, при которых эти жидкости (или газы) были первоначально на поверхности или в пласте. В результате в ПЗС, как в фильтре, могут откладываться как различные углеводородные компоненты (смолы, асфальтены, парафины и др.), так и различные соли, выпадающие из растворов в результате нарушения термодинамического равновесия.

Для снижения фильтрационных сопротивлений необходимо осуществлять мероприятия по воздействию на ПЗС для повышения проницаемости, улучшения сообщаемости со стволом скважины и увеличению системы трещин или каналов для облегчения притока и снижения энергетических потерь в этой ограниченной области пласта.

Все методы воздействия на ПЗС можно разделить на три основные группы: химические, механические и тепловые.

Химические методы воздействия целесообразно применять только в тех случаях, когда можно растворить породу пласта или элементы, отложение которых обусловило ухудшение проницаемости ПЗС, как например, соли или железистые отложения и др. Типичным методом воздействия является простая кислотная обработка.

Механические методы воздействия эффективны в твердых породах, когда создание дополнительных трещин в ПЗС позволяет приобщить к процессу фильтрации новые удаленные части пласта. К этому виду воздействия относится ГРП.

Тепловые методы целесообразны только в тех случаях, когда в ПЗС произошло отложение твердых пли очень вязких углеводородов, таких как парафина, смол, асфальтенов, а также и при фильтрации вязкой нефти. К этому виду воздействия относятся прогревы ПЗС глубинным электронагревателем, паром или другим теплоносителем.

Существуют разновидности методов воздействия на ПЗС, которые сочетают характерные особенности перечисленных трех основных.

Например, термокислотная обработка скважин сочетает в себе как химическое воздействие на породу пласта, так и тепловое воздействие в результате выделения большого количества теплоты при химической реакции со специально вводимыми веществами и т. д.

Таким образом, выбор метода воздействия основывается на тщательном изучении термодинамических условий и состояния ПЗС, состава пород и жидкостей, а также систематического изучения накопленного промыслового опыта на данном месторождении.

Цель работы. Рассмотреть методы воздействия на призабойную зону скважины.

Задачи:

а) узнать какие основные методы воздействия на призабойную зону скважины существуют, и как они проводятся;

б) ознакомиться с техникой безопасности при кислотных обработках скважин.

МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ СКВАЖИНЫ

Физические методы

2.5.1 Виброобработка

Виброобработка ПЗС для создания на забое скважины с помощью специальных устройств - вибраторов колебаний давления различной частоты и амплитуды в процессе закачки той или иной жидкости в пласт. Процесс отличается от гидравлического разрыва тем, что к спущенным в скважину НКТ привинчивается вибратор - генератор колебаний давления.

Вибратор представляет собой два соосных цилиндра с короткими косыми вертикальными прорезями. Наружный цилиндр - золотник может вращаться вокруг вертикальной оси подобно турбинному колесу. Истечение жидкости из наружного цилиндра - золотника происходит под некоторым углом к касательной цилиндра, вследствие чего создается реактивный момент, приводящий этот цилиндр во вращательное движение. При совпадении прорезей жидкость выходит из НКТ, при несовпадении она на мгновение останавливается.

Таким образом, создаются импульсы давления, частота которых может изменяться от числа прорезей в золотнике и скорости его вращения, зависящей в свою очередь от расхода жидкости.

Операция осуществляется так же, как гидроразрыв пласта при использовании того же оборудования. Кольцевое пространство между НКТ и обсадной колонной герметизируется пакером с установкой якоря. Через НКТ насосными агрегатами закачивают жидкость.

Разработаны несколько типов вибраторов (табл. 2). В качестве жидкости рекомендуется использовать нефть, раствор НС1, керосин и смеси этих жидкостей. На одну виброобработку расходуется до 100 м3 жидкости. Расход раствора НС1 или керосина берется из расчета 2 - 3 м3 на 1 м толщины пласта.

Вибратор	Длина, мм	Диаметр, мм	Оптимальный расход, л с	Частота пульсации, с -1
ГВЗ-85			10 - 12
ГВЗ-108			15 - 20
ГВЗ-135			30- 35

Таблица 2 - Техническая характеристика вибраторов

Имеются основания считать, что колебания давления будут быстро затухать при удалении от золотника, и в пласте они едва ли будут настолько значительны, чтобы вызвать образование трещин в пласте. Приводимые в литературе сведения об эффективности метода вибровоздействия, возможно, объясняются действием кислоты, промывки ПЗС растворителями (керосин, нефть) и удалением, таким образом, отложений парафина и асфальтосмолистых веществ.

2.5.2 Магнитные методы обработки призабойной зоны пласта

Воздействие магнитных полей следует отнести к наиболее перспективным физическим методам. Использование в нефтедобыче магнитных устройств для предотвращения АСПО началось в пятидесятые годы XX века, но из-за малой эффективности широкого распространения не получило. Отсутствовали магниты, достаточно долго и стабильно работающие в условиях скважины. Примерно с 1995 г. интерес к использованию магнитного поля для воздействия на АСПО значительно возрос, что связано с появлением на рынке широкого ассортимента высокоэнергетических магнитов на основе редкоземельных материалов (РЗМ).

Магнитные методы обработки используют для предупреждения образования солеотложений в нефтяной промышленности этот способ начал испытываться с 1964 года. Вначале его испытывали на месторождениях Азербайджана. В последующем испытания проводили на промыслах Оренбургской области, Башкирии, Западной Сибири с весьма различными результатами.

Под воздействием магнитного поля определенной напряженности и полярности растворенные в воде соли при определенной скорости воды меняют свою структуру. В результате, растворенные в воде соли магния и кальция не осаждаются, а выносятся потоком смеси как мелкодисперсный кристаллический шлам.

Таким образом, магнитная обработка водонефтяной смеси при достаточно обоснованном выборе параметров магнитных устройств (МУПС) в режиме их работы способствует уменьшению их отложения.

3.ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТКАХ

При обработке скважин соляной кислотой требуются особые меры предосторожности. Несоблюдение правил техники безопасности может привести к тяжелым последствиям — отравлениям, ожогам и даже полной потере трудоспособности.

Растворы соляной кислоты, содержащие более 25% хлористого водорода, «дымят» на воздухе вследствие образования тумана от соединения выделяющегося из кислоты хлористого водорода с влагой, содержащейся в воздухе. Частички тумана, представляющие собой соляную кислоту, попадают в легкие человека при дыхании, раздражают дыхательные пути и могут вызвать отравление.

Соляная кислота, попадая на незащищенные части тела человека, вызывает ожоги. Особую опасность представляет концентрированная кислота. Переливать эту кислоту необходимо при помощи сифона или самотечного трубопровода.

С учетом свойств применяемых кислот установлена норма обеспечения работающего персонала спецодеждой (костюмы суконные, фартуки прорезиненные, сапоги резиновые и т. д.).

Особенно необходимо строго следить за наличием в местах работ предметов индивидуальной защиты и за обязательным использованием этих предметов и приспособлений членами бригад. К числу таких защитных приспособлений относятся: фильтрующий промышленный противогаз; защитные очки из органического стекла для работы с плавиковой кислотой; защитные очки из обычного стекла для работы со всеми другими кислотами и реагентами, резиновые перчатки, обувь, фартуки.

Если брызги кислот попадают в глаза, необходимо немедленно промыть глаза большим количеством чистой воды, а затем слабым раствором двууглекислой соды для нейтрализации капелек кислоты на роговице глаз. При попадании кислоты на тело необходимо обильно обмыть это место большим количеством чистой воды.

При работах с кислотой на рабочем месте должна быть предусмотрена аптечка со следующими медикаментами: магнезиальной мазью (против ожогов от плавиковой кислоты); растворами соды и борной кислоты; 2%-ным раствором новокаина; 0,5%-ным раствором дикана с адреналином; раствором аммиака...

Учитывая, что при пенокислотных обработках на выкиде из аэратора образуется смесь кислоты, ПАВ и сжатого воздуха (или газа), аэратор необходимо располагать как можно ближе к устью скважины. Для предотвращения попадания кислоты в воздушную линию компрессора вход в аэратор необходимо оборудовать обратным клапаном.

При необходимости остановки процесса закачки аэрированной кислоты, обработанной ПАВ, в первую очередь следует отключать кислотный агрегат, а затем компрессор.

При пенокислотных обработках особое внимание необходимо обращать на тщательность опрессовки оборудования после его обвязки.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Воздействия на призабойную зону увеличивают нефтеотдачу пласта и производительность скважины.

В данной письменной экзаменационной работе были рассмотрены основные методы воздействия на призабойную зону скважины, и порядок проведения этих методов. А именно были рассмотрены тепловые обработки, термогазохимические обработки, обработки соляной кислотой, гидравлический разрыв пласта, и физические методы. Более распространенными и эффективными являются соляно кислотные обработки, а так же гидравлический разрыв пласта.

5.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев В.В., Уразаков К.Р., Далимов В.У. Справочник по добыче нефти; под ред. К.Р. Уразакова. 2000. - 374 с.

2. Вакула Я.В. Основы нефтегазопромыслового дела. Учебное пособие для студентов, Альметьевск, 2009. - 328 с.

3. Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. - М.; Наука, 2000. - 414 с.

4. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. - М.: ДизайнПолиграфСервис, 2007. - 544 с.

5. Липаев А.А., Кочетков В.Д., Мусин М.М. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, Альметьевск, 2006. - 280 с.

6. Лысенко В.Д., Грайфер В.И. Разработка малопродуктивных нефтяных месторождений - М.: Недра-Бизнесцентр, 2001. -562 с.

7. Лысенко В.Д. Разработка нефтяных месторождений. Проектирование и анализ. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. - 638 с.

8. Мищенко И.Т., Кондратюк А.Т. Особенности разработки нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. - М.: Нефть и газ, - 190 с.

9. Нюняйкин В.Н., Галеев Ф.Ф, Зейгман Ю.В., Шамаев Г.А. Справочник нефтяника. - Уфа: Башкортостан, 2001 год. - 264 с.

10. Росляк А.Т. Разработка нефтяных и газовых месторождений: Учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 2003. - 92 с.

11. Слюсарев Н.И. Технология и техника повышения нефтеотдачи пластов: Учеб. пособие / Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт. СПб, 2003. - 78 с.

12. Тер-Саркисов P.M. Разработка и добыча трудноизвлекаемых запасов углеводородов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2005. - 407 с.

13. http://neft.academic.ru

14. http://ru.wikipedia.org